И.А. Литвенкова
Экология городской среды: урбоэкология
Курс лекций. – Витебск: Издательство УО «ВГУ им. П.М.Машерова», 2005 – 163 с.

Тема 6. Экология водной среды города

3. Источники воздействия на водные объекты в условиях городской среды

Разберем основные антропогенные нагрузки на водные системы в городской среде и их экологические последствия:

1. Спрямление естественных русел водотоков, устройство каналов, набережных стен, заключение малых рек в коллекторы, что приводит к нарушению водного режима на территории города, подтоплению городских территорий, обмелению рек и озер, изменению направления грунтовых вод, нарушению естественного дренажа территории, эрозии берегов, исчезновению прибрежной растительности.

2. Водопотребление и постоянное изъятие вод на коммунально-бытовые и промышленные нужды города изменяет водный баланс, гидрологический режим водоемов. Чрезмерная откачка подземных вод приводит к оседанию земной поверхности, образованию провалов и воронок.

3. Антропогенное загрязнение, основными источниками которого на территории города являются: промышленные (выпуски производственных сточных вод, загрязненные территории предприятий, свалки промышленных отходов), коммунальные (выпуски хозяйственно-бытовых сточных вод, территории населенных пунктов, свалки бытовых отходов), транспортные (транспортные средства, автодороги, трубопроводы). В пригородной зоне существенный вклад в загрязнение водной среды вносят сельскохозяйственные источники загрязнения (пахотные поля, огороды, животноводческие предприятия). Различные виды загрязнения приводят к химическому, физическому и биологическому загрязнению. Химическое загрязнение проявляется через сверхнормативное содержание веществ в поверхностных водах. Для физического загрязнения характерно повышение температуры воды за счет поступления в водный объект подогретых вод (тепловое загрязнение) или наличие радионуклидов (радиоактивное загрязнение). Биологическое воздействие на водный объект сопровождается поступлением в него болезнетворных микробов, яиц гельминтов, мелких водорослей, дрожжевых и плесневых грибов (гидрофлорное загрязнение).

Городские сточные воды. По способу образования сточные воды города условно делятся  на хозяйственно-бытовые, производственные и ливневые (дождевые). Вода, поступающая в городскую систему водоотведения, представляет собой смесь хозяйственно-бытовых, производственных сточных вод, и, частично дождевых и талых вод которые отличаются по гигиеническому значению, количеству, режиму спуска и физико-химическим свойствам.

Промышленные сточные воды. Количество, состав и содержание загрязняющих веществ в них чрезвычайно разнообразны и определяются характером технологических процессов, составом очистных сооружений и рядом других факторов. Реакция от резкощелочной до резкокислой. Загрязняющие вещества в них могут содержаться в грубодисперсном состоянии (крупность частиц более 0,1 мм), в виде эмульсии или суспензии (крупность частиц от 0,1 мкм до 0,1 мм), в коллоидном состоянии (частицы крупностью от 0,001 до 0,1 мкм) или в растворенном виде. В зависимости от состава примесей — загрязнителей, и специфичности их воздействия на водные объекты производственные сточные воды могут быть условно разделены на несколько групп:

1. сточные воды предприятий металлургии, гальванических цехов и некоторых других производств, содержащие неорганические примеси в виде солей тяжелых металлов со специфическими токсическими свойствами по отношению к водным организмам;

2. воды с неорганическими примесями, не обладающими токсичным действием. К этой группе сточных вод можно отнести стоки рудообогатительных фабрик, цементных заводов, домостроительных комбинатов. Примеси здесь находятся во взвешенном состоянии и не представляют собой опасности;

3. воды, содержащие органические вещества со специфическими токсическими свойствами. Эту группу сточных вод поставляют предприятия химической, нефтехимической промышленности, предприятия органического синтеза, нефтеперерабатывающие предприятия и др. В составе стоков присутствуют ПАВ, фенолы, ацетон, формальдегид, неорганические кислоты, жиры, нефтепродукты хлориды и т.д.

4. воды, содержащие нетоксичные органические примеси, попадание которых в водоемы ведет к снижению концентрации растворенного кислорода, возрастанию окисляемости, БПК.

Производственные сточные воды, содержащие специфические загрязняющие вещества, количество которых превышает допустимые нормы, определенные правилами приема сточных вод на общегородские очистные сооружения, проходят предварительную очистку на локальных очистных сооружениях. Информация о количестве и составе сточных вод представляется каждым предприятием в формах государственной статистической отчетности.

Хозяйственно-бытовые в отличие от промышленных сточных вод, имеют сравнительно стабильный состав. Для них характерны преобладание органических загрязняющих веществ над минеральными (примерное соотношение органических и минеральных веществ в неочищенных сточных водах составляет 5:1) и устойчивый температурный режим на уровне 15—20 °С круглогодично. Минеральные вещества присутствуют в сточных водах: в нерастворенном виде – 5%, в виде суспензии – 5%, коллоидах – 2%, и в растворенном виде – 30% от суммы загрязняющих веществ. Органические вещества бытовых сточных вод можно разделить на две группы: безазотистые и азотсодержащие. Органические загрязнители присутствуют в сточных водах: в растворенном виде – 20%, в виде суспензии – 5%, в виде коллоида – 8%, в виде нерастворенных веществ – 15%. Бытовые сточные воды характеризуются низкой прозрачностью, способностью загнивать, высоким БПК, высоким бактериальным загрязнением, нейтральной или слабощелочной реакцией.

Дождевые сточные воды так же как и промышленные, характеризуются большим разнообразием примесей.

При наличии городских очистных сооружений информация о количестве и составе городских сточных вод представляется в формах государственной статистической отчетности очистных сооружений. При отсутствии очистных сооружений для хозяйственно-бытовых сточных вод города или населенного пункта количество загрязняющих веществ в них определяется по удельным нормам на одного жителя.

Поверхностный сток с городской территории и территории промышленных предприятий.

В урбанизированных зонах с развитым агропромышленным сектором с поверхностным стоком в водные объекты поступает более 80% загрязняющих веществ.  

         Поверхностный сток включает в себя дождевые, снеговые и поливомоечные сточные воды. Он бывает организованным и неорганизованным. Организованный поверхностный сток собирается с водосборной территории посредством специальных лотков и каналов и поступает в сети канализации или прямо в водный объект через выпуски ливневых вод. Неорганизованный поверхностный сток стекает в водный объект по рельефу местности.

         Основными источниками загрязнения поверхностного стока на городских территориях являются: мусор с поверхности покрытий; продукты разрушения дорожных покрытий; продукты эрозии грунтовых поверхностей; выбросы веществ в атмосферу промышленными предприятиями, автотранспортом, отопительными системами; проливы нефтепродуктов на поверхности покрытий; потери сыпучих и жидких продуктов, сырья, полуфабрикатов; площадки для сбора бытового мусора.

         Наиболее высокий уровень загрязнения поверхностного стока наблюдается на территориях крупных торговых центров, автомагистралях с интенсивным движением транспорта, территориях промышленных и автотранспортных предприятий, неупорядоченных строительных площадках.

Формирование поверхностного стока происходит под воздействием комплекса природных (атмосферные осадки, испарение, фильтрация, задержание влаги растениями) и антропогенных (использование водосборной территории, применение искусственных покрытий, технология мойки искусственных покрытий) факторов. Специфические особенности поверхностного стока, связанные с эпизодичностью его поступления, резкими изменениями расхода и уровня загрязнения, изменчивостью состава загрязняющих веществ, значительно затрудняют контроль и регламентацию поступления его в городские системы водоотведения или в водные объекты.

Контроль состава поверхностного стока осуществляют путем анализа проб, которые отбирают из дождевой или промышленно-дождёвой сети. Оценку выноса веществ с поверхностным стоком производят на основе ориентировочных данных о составе и  количестве поверхностного стока. Обобщенные данные о содержании взвешенных веществ  в поверхностном стока городских территорий, в зависимости от характера застройки, приведены в таблице 10.

Состав поверхностного стока с территории промышленных предприятий определяется характером основных технологических процессов, эффективностью работы систем пыле- и газоулавливания, организацией складирования и транспортирования сырья и отходов производства, санитарным состоянием территории. В зависимости от состава накапливающихся на территории промплощадок и смываемых поверхностным стоком веществ промышленные предприятия делят на две группы. К первой группе относят предприятия, поверхностный сток с территории которых не содержит

Таблица 10

Среднее содержание взвешенных веществ в поверхностном стоке с территории города в зависимости от характеристики водосборного бассейна

специфических веществ с токсичными свойствами и близок по своему составу к дождевому стоку с районов жилой застройки. К этой группе относят предприятия энергетической отрасли, черной металлургии (кроме коксохимических производств), машиностроения, металлообрабатывающие и нефтеперерабатывающие заводы, приборостроительные заводы, предприятия легкой, пищевой, электротехнической отраслей промышленности. Остальные предприятия относятся ко второй группе и характеризуются наличием в поверхностном стоке со своей территории большого количества органических примесей, специфических токсических веществ, таких как тяжелые металлы, фенолы, фтор, мышьяк, роданиды, аммиак и другие. Наличие специфических веществ определяется технологией производства.